成气或合成气体，并从所述容器顶部排出。
[0036]增压空间4位于气体分布格栅7下面，排灰管道5位于容器底部。多个喷嘴8穿过气体分布格栅7，通过这些喷嘴，第二流化介质被引入至流化床区域1，以流化固体进料。所述多个喷嘴8可通过管道11连接流化介质的源头。
[0037]第二流化介质，例如，可以是高氧浓度的气体或者氧化气体(“氧化剂”)。该高氧浓度气体可包括氧气、或者氧气和蒸汽的混合气体。如附图1所示，传统的气化器包括一中心喷射管6，用于引入氧气以在反应器内形成高温区域，产生通常在中心喷射管的氧气喷射嘴周围的温度更高的区域。相比之下，通过利用多喷嘴构造来代替中心喷射管，较高浓度氧化剂的入口分散在整个区域，从而在该区域上氧化剂被引入到流化床的所有区域。因此，在中心喷嘴区域和床体其他区域之间的温度差被降低，并且床的温度也被分配得更加均匀。因此，中心区域灰分过度结块并妨碍排灰的情况可被避免。
[0038]所述第一和第二流化介质可以具有相同的构成，比如蒸汽、氧气、或者它们的混合物。
[0039]通常认为，射流穿透深度是当射流动量的分散实际完成时，对应于与喷嘴或喷头的距离的喷射区域高度。如果喷射气体速度和中心喷射管速度相同，那么从较小直径喷嘴中喷出的气体具有较小的射流动量，因而，导致喷射气体在穿过床身固体时具有较弱的穿透能力以及射流动量分散完成时距离喷嘴较短的距离。因此，通过将具有较大开口的中心喷嘴替换为各喷嘴的直径都小于中心喷嘴直径的多个喷嘴，也可以降低射流穿透深度，从而避免射流穿透深度大于流化床深度。
[0040]射流动量随着喷射气体速度而增加。增加的射流动量能够增强喷射气体经过床身固体时的穿透能力，因此带来射流动量分散完成时距离喷嘴较远的距离，从而导致较大的射流穿透深度。由于多喷嘴的直径较小，在维持相同射流穿透深度时，多个喷嘴的每一个的气体速度能够比单一中心喷嘴的气体速度更高，这带来额外的操作灵活性或者明显更大的流率。单个中心喷嘴的气体速度通常比流化床内气体的平均表观速度大。因此，在一实施方式中，所述多个喷嘴的每一个的气体速度也可以比流化床内气体的平均表观速度大。
[0041]应当理解的是，在流化床反应器底部位于气体分布格栅7的中心的下面，可设有缩口(constrict1n)，该缩口具有限定了文氏管的固定开口以实现分类功能。
[0042]图4展示了另一个实例，显示根据本发明一个实施方式的多喷嘴布置。位于锥形气体分布格栅3中心的环形空间I形成为排灰管道。多喷嘴4相对于气体分布格栅3的中心对称间隔分布，或者相对于气化器的垂直中心线间隔对称分布。然而，多喷嘴也可以相对于气体分布格栅的中心非对称间隔分布。
[0043]图5展示了另一个实例，显示根据本发明一实施方式的多喷嘴布置。多喷嘴可以布置为相对于气体分布格栅3的中心间隔分布成两行或更多行(例如布置为如图5所示的两圈)。
[0044]喷嘴4的总数量和间隔模式可以被设计为对流化床区的整个区域提供完全和均一的覆盖。喷嘴的直径(或孔的尺寸)可以根据喷嘴总数量、间隔模式以及格栅大小来设计。例如，喷嘴的直径可以在3至20毫米范围内。喷嘴直径可以相同或不同。
[0045]在一个实施方式中，所述多个喷嘴的每一个的气体速度可以保持为接近于其之前在单个中心喷射管中的气体速度，从而使得由单个中心喷嘴提供的混合能量保持相似。第二流化介质气体以某一速度流经喷嘴，并提供穿透射流进入流化床，以保持固态原料在充分悬浮或流化状态。
[0046]如附图3所示，优选多个喷嘴的每一个都有环形气体管11，提供的该环形气体(管)11与提供给单个中心喷嘴的相似。
[0047]图6所示为本发明的另一【具体实施方式】，展示了和多喷嘴相连的管道结构的更多细节。在本实施方式中，所述装置还进一步包括分配总管10，多个喷嘴8的每一个均连接至分配总管10，分配总管10还可以通过管道11被连接至第二流化介质的源头。
[0048]多喷嘴8上的管道简单地配置有与增压空间4内的分配总管10的连接件诸如凸缘9。由于增压空间4对进入容器而言足够大，并且该区域设有人行通道，因此能够维修或替换多喷嘴8而不需要移动或移除任何笨重和庞大的排灰系统组件。然而，传统上，中心喷嘴通常位于环形空间或者文氏管装置中，其在结构上连接于气化系统的其他部分，例如灰分冷却和分类组件。现有技术中实施对中心喷嘴的替换或维护是非常复杂的。
[0049]如上所述，本发明流化床反应器的多喷嘴构造至少具有以下令人满意的效果:避免喷射穿透深度大于流化床深度，以及更容易的气体输送喷嘴维修或维护。根据以上，在某些实施方式中，氧化剂通过多喷嘴构造被引入至流化床反应器，其将降低床体中心区域和床体其他区域的温度差，从而避免了中心区域的灰分过度结块并阻碍排灰的情况。
[0050]根据本发明的另一方面，还提供了一种流化方法。在本方法的一个实施方式中，它包括通过多个喷嘴将第二流化介质引入至流化床区域以流化固体进料，其中流化床区域由容器限定，该容器中加入有固体进料，气体分布格栅容纳于所述容器的较低部位，第一流化介质通过该气体分布格栅被引入以流化固体进料，多个喷嘴连接于流化介质的源头并设置为穿过气体分布格栅。
[0051]在本方法的一个实施方式中，多喷嘴相对气体分布格栅的中心对称间隔设置。多个喷嘴的每一个的气体速度可以大于流化床中的气体的平均表观速度。
[0052]在本方法的一个实施方式中，多个喷嘴的每一个连接于分配总管，该分配总管连接于第二流化介质的源头。在气体分布格栅下设有增压空间，所述分配总管设于增压空间内，多个喷嘴的每一个通过凸缘连接于分配总管。
[0053]应当理解的是，本申请文件中所描述的实施例和实施方式仅用于示例目的，并且为本领域技术人员建议了各种修改或改变，这些修改或改变包括在本申请的精神和范围内，以及所附权利要求的范围内。该专利引用的所有出版物、专利和专利申请出于所有目的通过参考并入本文。
[0054]任何实施方式的一个或多个特征可能结合任何其它实施方式的一个或多个特征，而不脱离本公开的范围。上述说明是说明性的而不是限制性的。本发明的许多变形对于本领域技术人员而言在阅读了本公开内容后是显而易见的。因此，本发明的范围不应根据上面的说明来确定，而应根据所附权利要求以及它的全部范围或等同来确定。
【主权项】
10.一种流化方法，包括: 通过多个喷嘴将第二流化介质引入至流化床区域以流化固体进料，其中，所述流化床区域由其中加入固体进料的容器所限定，气体分布格栅容纳于所述容器的较低部位，通过所述气体分布格栅将第一流化介质引入以流化固体进料，所述多个喷嘴设置为穿过所述气体分布格栅。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个喷嘴相对于气体分布格栅的中心对称间隔设置。12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个喷嘴的每一个连接于分配总管，并且所述分配总管连接于流化介质的源头。13.根据权利要求12所述的方法，其中，增压空间设于所述气体分布格栅的下方，并且所述分配总管位于所述增压空间内。14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多个喷嘴的每一个通过凸缘连接于所述分配总管。15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二流化介质包括高氧浓度气体，所述高氧浓度气体包括氧气、或者氧气和蒸汽的混合气体。16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个喷嘴的每一个的气体速度大于所述流化床内气体的平均表观速度。
【专利摘要】本发明涉及一种利用多个喷嘴将气体引入至流化床区域的用于流化床的装置以及流化方法。所述将流化介质引入至流化床反应器的装置包括，容器，其限定了流化床区域并且其中加入了固体进料；气体分布格栅，其容纳于所述容器的较低部位，通过该气体分布格栅将第一流化介质引入以流化固体进料；多个喷嘴，设置为穿过所述气体分布格栅，通过所述喷嘴将第二流化介质引入至所述流化床区域以流化固体进料。
【IPC分类】B01J8/44, B01J8/18
【公开号】CN105339079
【申请号】CN201480025662
【发明人】约翰·D·温特
【申请人】综合能源有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年3月14日
【公告号】US20140269157, WO2014160520A1